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宇宙類似原子,以薛定諤方程運行,上帝就是方程的最大解:最大波函數

(2023-06-12 06:42:52) 下一個

宇宙類似原子,以薛定諤方程運行,上帝就是方程的最大解:最大波函數

波函數的速度是無限大,局部變動引起整體變動,是瞬時的全局的,也就是說,你的一個思想,一個手勢,一個眼神等都是瞬間傳遍整個宇宙,而且是不延時的,同步的。這就是宇宙的薛定諤方程的解。

不僅如此,宇宙也是有能級的,也就是說,不同的人處於不同的能級之中。一般的能級如下:

道時空:道,佛,上帝,真主等宗教信仰的最高者。

虛時空:老子、孔子、耶穌、釋迦摩尼、默罕默德、蘇格拉底、柏拉圖等

神時空:中醫的神(25-100赫茲)(是我們接受任何信息的清醒狀態)

氣時空:中醫的氣(8-25赫茲,是我們具有生命特征的狀態。)

能量時空:中醫的精(構成生命的每一個細胞的總和。)

  • 其中,人體積累能量,從氣時空躍遷到神時空,就

  • 是中醫講的衛氣從體內躍遷到體表,就是人從睡眠

  • 狀態躍遷到清醒狀態。

  • 相反的,從神時空躍遷到氣時空,就是睡眠。
  • 人體能級結構,氣時空和神時空的相互躍遷是最明
  • 顯的。

如果電子從高能級往低能級躍遷,就會釋放能量,對應發出一個 光子(photon) 。 反之,如果電子吸收一個光子,就可以實現從低能級往高能級的躍遷。 由於電子能級隻能取特定值,躍遷時電子的能量變化(energy change)也隻能是特定值,因此釋放出或吸收的光子能量也隻能是特定值,對應於 發射光譜(emission spectrum) 或 吸收光譜(absorption spectrum) 。 光子能量(photon energy) 由 E=hf 或 E=frac {hc} {lambda} 給出,所以電子躍遷的能級跨度決定了光子能量,從而決定了光子頻率和波長。 躍遷的能級變化越大,釋放出光子的頻率越高,波長就越短。

(PDF) Fluorescence Microscopy | Nature Methods

 

  • 有意義的推論:
  • 1. 人在低勢位是安全的,一旦被太高,往往有風險。(謙虛很重要。)
  • 2.人可以做別人或者自己認為不可能的事情,因為有量子隧穿。(人需要有夢想和努力進取。)
  • 3.既要謙虛,又要進取,需要一個平衡能力和綜合能力。

 

再釋薛定諤方程的物理意義

已有 7008 次閱讀 2021-11-24 13:12 |個人分類:量子力學|係統分類:科普集錦

雷奕安

在解釋薛定諤方程物理意義的時候,我們從薛定諤方程的數學形式出發,說明薛定諤方程形式上是一個波的擴散方程,其解可以理解為物質波經過充分擴散後的結果。由於物質波本來就假定為無窮大的平麵波,所以薛定諤方程的解,即量子波函數(本征函數)可以理解為,經過充分擴散,全局條件有利,仍然能存在的那些波動模式(頻率)。

這裏我們從薛定諤方程如何得到,以及在實際應用中如何解薛定諤方程,從另一個角度來理解薛定諤方程的物理意義。

需要重複的是,在哥本哈根學派的理論體係中,薛定諤方程是一個基本假定,雖然哥本哈根詮釋並沒有明確表述。因為薛定諤方程是量子力學的唯一動力學方程。它的出現,解決了令人頭疼的原子能級問題,並用來解決幾乎所有涉及微觀粒子的問題。但是薛定諤並沒有解釋他是如何推導出該方程的。也就是說,他沒有給出該方程的物理依據。沒有依據的東西隻能算假定。

但是有一個廣泛流傳的“薛定諤方程的推導過程”,簡單總結如下:

首先,德布羅意的物質波假定是:任何物質都有波動性,也就是波。從這一假定出發,定義量子(也可以叫做粒子,或者物質)的形式為一係列理想的平麵波:

[公式]

或者說,量子可以表達為理想平麵波的形式。在上麵平麵波的表達式中,可以找出與能量與動量對應的算符表達式,分別為:

[公式]

將這兩個算符帶入經典粒子能量表達式:

[公式]

就可以得到薛定諤方程:

[公式]

雖然我們一直把該方程叫做量子的波動方程,它的數學形式卻是量子波動的擴散方程。

不管薛定諤是怎麽推導的,由於上述推導過程的確得到了薛定諤方程,那麽薛定諤方程當然繼承了推導過程的所有物理假定。但是這裏的假定隻有一個,也就是德布羅意物質波假定。能量表達式並不需要假定,它是經典體係中能量的定義。

薛定諤方程隻是能量表達式的算符形式,並沒有給定任何限製條件。或者說,它是任何時候都成立的,而不是我們一般意義下的方程。數學定義下的方程,是指一定條件下才成立的等式。解方程,就是找到等式成立的條件。所以,從數學定義上來說,薛定諤方程不是方程,而是恒等式

恒等式是不需要解的。那麽,我們說的求解薛定諤方程,究竟做了什麽?

以最簡單的無限深方勢阱為例。假定粒子(物質,量子)處在一個一維無限深方勢阱中:

薛定諤方程本身並沒有對量子的波函數給出任何限製,但是我們從物理的角度認為,無窮高勢壘處不應該存在波函數,所以要求在勢壘壁處的波函數為0。這一要求限製了量子波的波長l,要求它隻能為阱寬2a的整數分之一。由於波長與頻率的對應關係,因此量子波的頻率,對應能量,就是分立的,不能連續取值,即能量的量子化。要注意,這裏的量子化是能級的量子化,而不是量子能量的量子化,因為量子可以是各種組分的任意比例組合(疊加性)。

從上麵的處理方式可以看出,薛定諤方程給出的結論不是來自數學方程求解,而來自物理要求。可以說,薛定諤方程的解是物理解。其實,所有其它問題,如諧振子問題,氫原子問題,等等,做法都是相同的。我們從物理的要求出發(不發散,有意義,可截斷,周期性,勢能無窮大位置必須為零,等),限製波函數的形式,從而得到一組滿足要求的波函數(基),即本征波函數。而任意一個量子,可以由該係統的基任意組合而成。

一個任意的波形(或擾動)可以由傅裏葉分解成非常複雜的頻率組分,滿足係統限製條件的組分可以在係統中維持,而不滿足的組分會很快衰減掉,最後的效果就是,擾動的能量集中到幾個本征頻率上,其它頻率都衰減掉了。可以再結合隨機漲落的概念,任何漲落產生的影響,如果能維持,也必然集中到本征頻率上。所以,一個存在漲落,或者有能量輸入的波動體係,演化結果必然是能量集中分布在本征振動頻率上。

對於任意波動體係,本征頻率是一個自然概念,它由係統的性質,如材料、幾何形狀決定。比如樂器,其本征頻率就設計為固定的音符的基頻及其倍頻。

一個波動體係的本征頻率,來自共振效應,所以也叫共振頻率,是該體係的優勢振動模式。本征頻率是係統的全局性質,不能從任何局部得到。如果一個係統存在多個本征頻率,這些頻率一定是離散的,不能連續變化。

波的一個基本性質是其傳播速度。在薛定諤方程的推導和應用過程中,沒有波的傳播速度概念。量子波都是占據全空間的(除無限深勢阱,物理上不存在)。這裏隱含假定了量子波的傳播速度是無限的。因為傳播速度無限大,所以任何波的衰減、加強過程都瞬間完成,係統隻剩下單值的本征波動,而不是一般共振峰的高斯分布。除了本征振動頻率外,所有其它頻率的振幅都降到零。

薛定諤方程物理解法的數學體現是邊條件的設定。邊條件雖然是局域的,但是影響是全局的。局域邊條件的變化,必然導致全局本征頻率的變化,也就是波函數的變化。這一影響也是瞬時的。即,邊條件的變化對全局波函數的影響是全局、瞬時的。

物理上的微分方程或方程組,如擴散方程,動力學方程,流體力學方程,麥克斯韋方程組,等,描述的是物理量在時空上的演化規則,隻要我們知道了初始時刻係統的狀態,理論上我們應該能夠計算出後來所有時刻的狀態(實際上這一點不一定成立)。對於簡單的方程和初始條件,我們可以給出演化的解析形式,但一般不可以。特別是對場量,如流體和電磁場。這些問題我們都需要知道係統的初始狀態,然後計算出以後的狀態。

但是薛定諤方程並不需要知道係統的初始狀態。它需要的是係統的限製條件,然後找到滿足這些條件的一組特殊波動模式(即本征模式,波函數)。

總結如下:量子力學討論的所有客體都是波。薛定諤方程是波能量的算符定義式,是一個恒等式。對薛定諤方程的求解是物理解,由全局條件對波形式的限製得出。這些解具有全局性,瞬時性,分立性,分別對應一般描述中的非局域性,量子糾纏,和量子化。

可以很容易推論,中心勢場的角動量量子化是波函數角向分量全局周期性的要求。

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